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黄骅河流治理生态工程学的发展趋势@覆塑格宾网笼

作者:石笼网厂 来源:仙腾石笼网 日期:2018-12-9 浏览量: 15486 关键词:河流治理生态工程学的发展趋势@覆塑格宾网笼
内容提示:黄骅河流治理生态工程学的发展趋势@覆塑格宾网笼自20世纪80年代开端,面对河流管理中呈现的水利工程对生态系统的某些负面影响问题,欧洲的工程界对水利工程的规划设计理念停止了...

河流治理生态工程学的发展趋势@覆塑格宾网

自20世纪80年代开端,面对河流管理中呈现的水利工程对生态系统的某些负面影响问题,欧洲的工程界对水利工程的规划设计理念停止了深入的深思,认识到河流管理不但要契合工程设计原理,也要契合自然原理。特别随着现代生态学的开展,他们进一步认识到河流管理工程还要契合生态学的原理,也就是说把河流湖泊当作生态系统的一个重要组成局部看待,不能把河流系统从自然生态系统中割裂开来停止人工化设计。在欧洲陆续有一批河流生态管理工程取得胜利,同时相应呈现了一些河流管理生态工程理论和技术。这些理论、经历和技术值得我们考虑和自创。覆塑格宾网

1 欧洲的河流生态工程理论

河流生态工程是从欧洲对山区溪流生态管理开端的。早在19世纪中期欧洲工业蓬勃开展,阿尔卑斯山区成为中欧的工业基地。由于开矿山、修公路、建电站,大范围砍伐森林,毁坏植被,形成山洪、泥石流、雪崩等频繁发作,惹起了地域各国的关注,1846~1884年间制定了森林法及水资源应用法。为了与山洪和山地灾祸斗争,兴建了大范围的河流整治工程。经过近百年的管理,大批工程设备发挥了作用,对山洪和山地灾祸有所遏制。但是随着水利工程的兴建,随同呈现了许多负面效应。特别是随着大量移民迁入,山区旅游事业激增,这些负面效应愈显突出。主要是传统水利工程兴建后,生物的品种和数量都明显降落,生物多样性降低,人居环境质量有所恶化。社会言论请求维护阿尔卑斯山区,呼吁回归自然。这使传统的河流管理工程设计理念遭到应战。工程师开端深思,以为传统的设计办法主要偏重思索应用水土资源,避免自然灾祸,但是无视了工程与河流生态系统调和的问题,无视了河流自身具备的自净功用,也无视了河流是多种动植物的栖息地,是大量生物的物种库这些重要事实。另外,从资源开发角度看,山区溪流地域还有登山、滑雪、休闲等功用,维护生态系统也是水资源开发应用的需求。覆塑格宾网

至20世纪50年代德国正式创建了“近自然河道管理工程”,提出河道的整治要契合植物化和生命化的原理。

阿尔卑斯山区相关国度,诸如德国、瑞士、奥天时等国,在河川管理方面的生态工程建立,积聚了丰厚的经历。这些国度制定的河川管理计划,注重发挥河流生态系统的整体功用;注重河流在三维空间内植物散布、动物迁移和生态过程中互相限制与互相影响的作用;注重河流作为生态景观和基因库的作用。自20世纪80年代开端的“近自然河流管理”工程,至今固然仅20多年,但是效果斐然。与传统工程办法比拟,其突出特性是流域内的生物多样性有了明显增长,生物消费力进步,生物种群的种类、密度都成倍增加。比方 Oichtenbach 流域“近自然管理”前后动物品种由44种增加到133种,Melk 流域在管理前的1987年每百米河段鱼类个体数量150条,生物量19kg,管理后的1990年分别进步到410条和55kg.管理后另一个特性是河流自净才能明显进步,水质得到大幅度改善。理论证明,充沛应用河流自净才能治污,是一种经济、适用的技术。覆塑格宾网

20世纪80年代开端莱茵河的管理,又为河流生态工程技术提供了新的经历。莱茵河是欧洲的大河,流域面积18.5万平方公里,河流总长1320km.流域内有瑞士、德国、法国、比利时和荷兰等9国。二次大战以后莱茵河沿岸国度工业急剧开展,形成污染不时蔓延,污染主要来源于工业污染和生活污染。到20世纪70年代污染风险加大,大量未经处置的有机废水倾入莱茵河,招致莱茵河水的氧气含量不时降低,生物物种减少,标志生物——鲑鱼开端死亡。1986年,在莱茵河上游史威查豪尔 (Schweizerhalle) 发作了一场大火,有10t杀虫剂随水流进入莱茵河,形成鲑鱼和小型动物大量死亡,其影响达500多km,直达莱茵河下游。事故如此忽然和宏大,欧洲社会言论哗然。成立于1950年的莱茵河维护国际委员(1CPR)于1987年提出了莱茵河行动方案,得到了莱茵河流域各国和欧共体的分歧支持。这个方案的鲜明特性是以生态系统恢复作为莱茵河重建的主要指标。主攻目的是:到2000年鲑鱼重返莱茵河,所以将这个河流管理的久远规划命名为:“鲑鱼一2000方案”。这个规划细致提出了要使生物群落重返莱茵河及其主流所需求提供的条件,管理总目的是莱茵河要成为“一个完好的生态系统的主干”。沿岸各国投入了数百亿美圆用于治污和生态系统建立。到2000年莱茵河全面完成了预定目的,沿河森林茂密,湿地发育,水质明澈干净。鲑鱼曾经从河口洄游到上游——瑞士一带产卵,鱼类、鸟类和两栖动物重返莱茵河。覆塑格宾网

2 各种生态工程理论及其评价

追溯河流管理的自然工程理论的构成历史,当推1938年德国Seifert首先提出“亲河川整治”概念。他指收工程设备首先要具备河传播统管理的各种功用,比方防洪、供水、水土坚持等,同时还应该到达接近自然的目的。亲河川工程即经济又可坚持自然景观。使人类从物质文化进步到肉体文化、从工程技术进步到工程艺术、从适用价值进步到美学价值。他特别强调河溪管理工程中美学的成分。覆塑格宾网

如上述,20世纪50年代德国正式创建了“近自然河道管理工程学”,提出河道的整治要契合植物化和生命化的原理。河流管理的生态工程理论逐步走上科学的轨道,还是在现代生态学构成和开展之后的事。现代生态学开展始于20世纪60年代,逐渐构成了本人共同的理论体系和办法论。一系列国际研讨方案极大促进了现代生态学的开展。其中著名的20世纪60年代的“国际生物学方案”,70年代“人与生物圈方案”,80年代“国际地圈终身物圈方案”等。现代生态学的特性,首先是向宏观研讨开展,采用系统办法及多变量和非线性模型。其次,随着学科的深化开展,一些分支学科如进化生态学、行为生态学、化学生态学和分子生态学相继呈现,扩展了生态学的范畴。从应用方面看,为应对20世纪中开端呈现的人口、资源与环境危机,促进了生态学与其他学科的穿插及交融。不少科学家以为,生态学是处理人类面临的危机的科学根底之一。这些新的穿插学科能够归类称为“应用生态学”。比方始于20世纪70年代生态学与人类环境问题相分离逐步构成了环境生态学,其后维护生物学、经济生态学、城市生态学等应运而生。而生态学与各类工程学的分离,主要是在工程设计理念中吸收生态学的原理和学问,改动传统的工程理念和技术办法,又构成了不少新的工程理论。覆塑格宾网

1962年 H. T. Odum 提出将生态系统自组织行为 (Self-organizing activities) 运用到工程之中。他初次提出“生态工程”(Ecological engineering) 一词,旨在促进生态学与工程学相分离。覆塑格宾网

生态学的启示,人们关于河流管理有了新的认识,河流管理除了要满足人类社会的需求以外,还要满足维护生态系统稳定性及生物多样性的需求,同时把河流的自然状态或原始状态作为河流整治及人类干预的尺度,相应开展了生态工程技术和理论。覆塑格宾网

1971年Schlueter以为近自然管理 (near nature contr01) 的目的,首先要满足人类对河流应用的请求,同时要维护或发明河流生态多样性。1983年Bidner提出河道整治首先要思索河道的水力学特性、地貌学特性与河流的自然情况,以权衡河道整治与对生态系统胁迫之间的尺度。1985年Holzmann把河岸植被视为具有多种小生态环境的多层构造,强调生态多样性在生态管理的重要性,注重工程管理与自然景观的调和性。同年,Rossoll指出,近自然管理的思想应该以维护河流中尽可能高的生物消费力为根底。到了1989年Pabst则强调溪流的自然特性要依托自然力去恢复。1992年Hohmann从维护河溪生态系均衡的观念动身,以为近自然河流管理要减轻人为活动对河流的压力,维持河流环境多样性、物种多样性及其河流生态系统均衡,并逐步恢复自然情况。覆塑格宾网

河川的生态工程在德国称为“河川生态自然工程”,日本称为“近自然工事”,或“多自然型建立工法”。美国称为“自然河道设计技术”(natural channel design techniques)。一些国度曾经公布了相关的技术标准和规范。覆塑格宾网

1989年Mitsch等关于“生态工程学”(Ecological engineering) 给出定义,Mitsch有时也运用“生态技术”(Ecotechnology) 一词。1993年美国科学院所主办的生态工程研讨会中依据Mitsch的倡议,对“生态工程学”定义为:“将人类社会与其自然环境相分离,以到达双方受益的可持续生态系统的设计办法。”生态工程学的范围很广,包括河流、湖泊、湿地、矿山、森林、土地及海岸等的生态建立问题。

从以上简单引见能够看出,有关河流生态工程理论是多种多样的,但是能够归结以下观念是共同的:

(1)在学科的科学根底方面,强调工程学与生态学相分离。在河流整治方面,工程设计理论要吸收生态学的原理和学问。

(2)新型的工程设备既要满足人类社会的种种需求,也要满足生态系统安康性的需求,完成双赢是理想的目的。覆塑格宾网

(3)河流生态工程以维护河流生态系统生物多样性为重点。在治河工程中,尊重河流流域的自然情况,尊重各类生物种群的生存权益。水利工程设备要为动植物的生长、繁衍、栖息提供条件。

(4)认识和遵照生态系统本身的规律,充沛发挥自然界自我修复和自我净化功用,生态恢复工程强调生态系统的自我设计功用 (self-design)。

(5)根据人文学理论,强调河流自然美学价值。在治河工程中,要设法保管河流的自然美,以满足人类在长期自然历史进化过程中构成的对自然情感的心理依赖。覆塑格宾网

3 生态水工学的内涵

具有各种不同目的和内容的河流管理生态工程学,是人们摒弃了“降服自然”的观念以后,更为明智的工程科学。它反映了人类与自然调和共存的理念,是水利工程理论和其他相关工程理论开展的一个方向。覆塑格宾网

河流管理生态工程是一个非常普遍的概念。它包括水土坚持、河流泥沙管理、水污染防治、公开水维护、河口管理等诸多方面。与此相对应,目前河流管理生态工程学触及的范畴也非常开阔。 兴旺国度近一、二十年的工程理论,其理论和技术办法也在不时开展。但是毕竟是新兴的工程理论,河流管理生态工程学也处于探究和开展阶段。覆塑格宾网

生态水利工程学 (Eco-Hydraulic Engineering) 简称“生态水工学”,是从减轻水利工程对河流生态系统负面影响的一个侧面,讨论水利工程新的工程理念和技术办法。覆塑格宾网

笔者以为,生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研讨水利工程在满足人类社会需求的同时,统筹水域生态系统安康性需求的原理与技术办法的工程学。开展生态水工学的目的,是促进人类与自然相调和,保证水资源可持续应用。覆塑格宾网

生态水工学是一门穿插学科,也是一门适用的工程学。它是立足于水利工程学,吸收、交融生态学的原理和学问,用以改善水利工程的规划与设计办法的工程学。其内涵似应包括两局部:生态水工学的根本原理和生态水工技术。覆塑格宾网

生态水工学的根本原理包括研讨水域生态系统的特性;不同区域水文与水质因子与生物群落的相关关系;水利工程与水域生态系统的交互作用;生态型水利工程对生态系统补偿的原理和机制等。生态水工学的原理是遵照生态系统的自我设计、自我组织、自我修复和自我净化的规律。

生态水工技术的任务是水利工程在满足人对水的多种需求的同时,为坚持和进步生物多样性提供必要的生境条件。生态水工技术详细包括:河道整治、水库工程、人工湿地及生态景观的生态水工技术等。覆塑格宾网

我国开展生态水工学及开发作态水工技术,能够自创兴旺国度的经历,但是不可能照搬。缘由是自然条件不同,需求量体裁衣地处理生态建立技术问题。同时,各国经济开展程度不同,在制定生态恢复目的方面也会有所不同。从工程规划角度看,在开发应用水流时,应明白河流与其上下游、左右岸的生物群落交错在一同共生共存,处于一个完好的生态系统中,规划中要思索这一重要要素。严重水利工程建立,不只仅要处理濒危生物或“明星生物”的栖息问题,还要从整个河流生态系统的安康性思索问题。 从工程建立角度看,水利工程设备首先要保证构造物的平安,到达强度、稳定和耐久性的技术请求,具备完善的功用,在此根底上,吸收生态学原理,为维持生物多样性发明条件。覆塑格宾网

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